冶金法多晶硅谋突围

　　在多晶硅的生产工艺中，冶金法正在试图用自己的低耗能和低成本撼动改良法“行业大佬”的地位。
　　
　　“随着技术的不断进步和成熟，冶金法逐步替代改良西门子法成为光伏发电主要原料的日子，已经为时不远。”在“2010冶金法太阳能多晶硅制备技术国际研讨会”上，与会的各国内外企业人士放言，五年后，冶金法制备多晶硅(以下简称“冶金法”)将占据光伏用硅的一半江山。
　　
　　然而，业界人士深知，冶金法还需要等待市场的检验。
　　
　　技术突围
　　
　　“整个光伏行业面临着低成本和高效率的挑战，国家‘十二五’规划中建设的光伏电站，最受欢迎的无疑将是低成本和高效率的产品。”在冶金法太阳级多晶硅产业技术创新战略联盟理事长史珺看来，冶金法是一种高效、节能、大规模清洁生产的多晶硅工艺，目前已经具备了低成本的优势。
　　
　　在多晶硅生产技术上，改良西门子法、冶金法和硅烷法技术运用范围最广，改良西门子法是目前占绝对优势的技术路线，其产量占世界总量的85%左右，且核心技术掌握在美、德、日等7家主要硅料厂商手中。
　　
　　“考虑到目前冶金法的技术还不太成熟，还不能大规模地运用到工业生产中，同时该技术生产出的多晶硅纯度不高，目前只能达到5N~6N(1N代表1个9，6N意味着99.9999%)的水平，与改良西门子法生产出的多晶硅纯度达到9N~11N也有较大差距。”高级研究员李胜茂对记者坦言，冶金法短板明显。
　　
　　但差距正在一步步缩小。“目前，全部采用冶金法制作的光伏电池效率，已经从原来的13%上升到17%，单晶硅电池效率也从14%上升到近18.5%，衰减现象也大大改善，冶金法多晶硅的光伏性能已经直逼改良西门子法多晶硅。”史珺说。
　　
　　不过，冶金法也有明显的优势，即利用冶金法制备多晶硅的投资相对较小。如果采用冶金法生产多晶硅，产能1000吨左右的多晶硅生产线的投资成本仅相当于改良西门子法的1/3左右。而且，跟改良西门子法比较起来，冶金法最突出的优势就是能耗低，该技术以廉价的工业硅为原料，采用冶金技术对工业硅进行提纯，工艺路线较短，综合能耗仅为改良西门子法的20%左右。
　　
　　在宁夏发电集团(以下简称“宁夏发电”)董事长刘应宽看来，效率和纯度等都已经不成问题。“2010年上半年，我们实现了应用国产电子轰击炉冶炼多晶硅的产业化生产，从而实现了有效稳定除磷和降低金属杂质的产业化生产，至此，冶金法的攻关和产业化工作已经完成，我们也具备了有效稳定地大批量生产6N~6.5N太阳能级多晶硅的条件。”
　　
　　刘应宽说，跨过了除杂和提纯上的技术关，他们正在向规模化生产发起冲刺。据介绍，宁夏发电2009年4月开始建设年产1万吨4N高纯硅、年产2000吨太阳能级多晶硅、年产1000吨单晶硅项目以及年产2500万片的切片生产线都将在年内建成投产，还有年产50兆瓦电池组件和年产100兆瓦跟踪装置的项目已经投产。
　　
　　据了解，国内如宁夏发电、上海普罗有限公司等十几家企业从事冶金法多晶硅生产，其总产量在2010年将达到3000吨。除了自产自用外，也有部分光伏组件生产企业开始向冶金法多晶硅抛出橄榄枝。如阿特斯太阳能光电(苏州)有限公司(以下简称“阿特斯”)就在年初与宁夏发电达成了合作协议，签订了80吨冶金法多晶硅的采购合同。
　　
　　成本博弈
　　
　　据了解，目前改良西门子法生产多晶硅成本为每公斤20~50，在阿特斯首席科学家陈根茂看来，冶金法的成本要降到每公斤10~25美元才有竞争力，“如果价格能够降下来、质量也能够进一步提高的话，冶金法会有很大的市场潜力。”
　　
　　刘应宽告诉记者，他们如今在冶金法制备多晶硅质量已经基本稳定的情况下，正努力做的事是，在规模化以后进一步降低生产成本，目标是使6N~6.5N太阳能级多晶硅生产成本降低到每公斤150元以下。
　　
　　而由于工艺特点所限，冶金法对硅的提纯极限为6N~7N，只能用于太阳能行业。因此，多数业内人士对冶金法多晶硅持保留态度。
　　
　　“冶金法提纯多晶硅的确有了一定的进步，目前的指标看似能够满足太阳电池生产的要求，但生产出来的电池效率不高，而且如果生产成本是每公斤150元，比国外改良西门子法生产硅材料的成本20美元还高。”一位从事太阳能电池研究的专家对记者表示，随着太阳电池对硅材料质量的要求越来越高，改良西门子法和硅烷法的技术越来越成熟，冶金法面临的竞争也会越来越残酷，尽管目前也有个别厂家采用的原料中有害元素的含量比较低，能够达到要求，但进一步提高纯度非常困难。
　　
　　但是仍有众多企业看好冶金法的发展前景。“一方面冶金法多晶硅的特点契合时下多晶硅行业节能减排的要求，另外企业运用冶金法能够大幅度降低生产成本，增强企业竞争力，目前冶金法的转化效率接近改良西门子法，并且还有很大的提升空间，这两种技术的竞争将是一个长期的过程。”李胜茂说。